陳桐濱，潘慶能，宋恒文

（韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東潮州 521041）

1 引言

噁二唑啉類化合物具有重要生理活性，如殺菌、殺蟲、除草、植物生長調(diào)節(jié)和抗病毒等[1-4]，受到農(nóng)藥及藥物研發(fā)者的極大重視，從藥理學(xué)和合成角度來看，這類化合物具有較高的應(yīng)用前景.本研究以對(duì)硝基苯甲酸為原料，設(shè)計(jì)合成一類含硝基噁二唑啉化合物，通過1H NMR,FT-IR對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，并且研究了它們對(duì)金黃色葡萄球菌（S.aureus）、大腸桿菌（E.coli）、枯草芽孢菌（B.subtilis）的抗菌活性.目標(biāo)化合物的合成路線如下：

圖1 目標(biāo)化合物合成路線

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器和試劑

WRS-2型熔點(diǎn)測(cè)定儀，溫度未經(jīng)糾正（上海楚柏實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司），Impact-420型傅里葉紅外光譜儀（美國Nicolet），MercuryPlus400型核磁共振儀（美國varian）.對(duì)硝基苯甲酸為分析純，φ=80%水合肼、苯甲醛、糠醛、對(duì)甲氧基苯甲醛、2，4-二氯苯甲醛、對(duì)羥基苯甲醛、無水乙醇、乙酸酐、二氯亞砜、4-硝基苯甲酸乙酯、4-硝基苯甲酰肼等均為化學(xué)純.金黃色葡萄球菌（S.aureus），大腸桿菌（E.coli），枯草芽孢菌（B.subtilis）.

2.2 目標(biāo)化合物的合成

2.2.1 酰腙化合物的合成

酰腙化合物的合成參照文獻(xiàn)[5]，取4-硝基苯甲酰肼0.365 g（2 mmol）、芳香醛6 mmol加入到100 mL圓底燒瓶中，然后量取10 mL的無水乙醇加入圓底燒瓶中，加熱回流，反應(yīng)時(shí)間為11 h.停止反應(yīng)，轉(zhuǎn)移至燒杯中，自然冷卻后置于冰箱中冷凍析出晶體后，抽濾得淺黃色固體.將固體轉(zhuǎn)移到烘箱中在70℃的條件下烘干，再用無水乙醇重結(jié)晶得相應(yīng)的酰腙.

2.2.2 3-N-乙酰基-2-芳基-5-(4-硝基苯基)-1,3,4-噁二唑啉的合成

取0.1 mmol的酰腙和6-8 mL的乙酸酐于50 mL的圓底燒瓶，反應(yīng)溫度控制在95-100℃之間，反應(yīng)5-6 h，停止反應(yīng)后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)多余的乙酸酐，然后用無水乙醇重結(jié)晶.

a：3-N-乙?；?2-（2,4-二氯苯基）-5-（4-硝基苯基）-1,3,4噁二唑啉：黃色固體0.380 g，產(chǎn)率62.71%，熔點(diǎn)173.5-175.5℃，文獻(xiàn)[6]熔點(diǎn)189-190℃.IR(KBr),ν,cm-1:3 030（Ar-H），1 670(-C=0),1 620(-C=N),1 250(-N-N=C),1 070(C-0-C).1HNMR(DMSO,400MHz),δ:8.20-8.22(d,2H,Ar-H)，7.90-7.88(d,2H,Ar-H),7.21(s,H,Ar–H),7.02-6.95(m,2H,Ar-H),6.50(s,H,噁二唑啉-H),2,35(s,3H,-CH3).

b：3-N-乙?；?2-（4-羥基苯基）-5-（4-硝基苯基）-1,3,4噁二唑啉：黃色固體0.254 g，產(chǎn)率48.57%，熔點(diǎn)156.1-158.1 ℃.IR(KBr),ν,cm-1:3 110（Ar-H）,1 675(-C=0)，1 624(-C=N)，1 242(-N-N=C),1 060(C-0-C).1HNMR(DMSO,400MHz),δ:8.17-8.15(d,2H,Ar-H),7.81-7.79(d,2H,Ar-H),7.05-7.00(d,2H,Ar–H),6.80-6.85(d,2H,Ar-H),6.48(s,H,噁二唑啉-H),2.25(s,3H,-CH3),1.86(s,3H,-CH3).

c：3-N-乙?；?2-（4-甲氧基苯基）-5-（4-硝基苯基）-1,3,4噁二唑啉：黃色固體0.094 g，產(chǎn)率17.21%，熔點(diǎn)109.2-111.2℃，文獻(xiàn)[5]熔點(diǎn)115-116℃.IR(KBr),ν,cm-1:3 070（Ar-H）,1 660(-C=0),1 621(-C=N),1 252(-N-N=C),1 073(C-0-C).1HNMR(DMSO,400MHz),δ:8.19-8.15(d,2H,Ar-H),7.79-7.75(d,2H,Ar-H),7.10-7.07(d,2H,Ar–H),6.84-6.88(d,2H,Ar-H),6.46(s,H,噁二唑啉-H),2,27(s,3H,-CH3),1.60(s,3H,-CH3).

d：3-N-乙?；?2-苯基-5-（4-硝基苯基）-1,3,4噁二唑啉：黃色固體，0.25 g,收率：70.15%熔點(diǎn) ：159.7-161.5 ℃ IR(KBr),ν,cm-1:3 060（Ar-H）,1 663(-C=0),1 628(-C=N),1250(-N-N=C),1 077(C-0-C).1HNMR(DMSO,400MHz),δ:8.10-8.12(d,2H,Ar-H),7.70-7.73(d,2H,Ar-H),7.05-7.12(m,5H,Ar–H),6.40(s,H,噁二唑啉-H),2,20(s,3H,-CH3).

e：3-N-乙?；?2-呋喃基-5-（4-硝基苯基）-1,3,4噁二唑啉：淺棕色固體，0.18 g,收率：45.25%.熔點(diǎn)：132.4-135.1℃.IR(KBr),ν,cm-1:3 075（Ar-H）,1 680(-C=0),1 625(-C=N),1 263(-N-N=C),1 090(C-0-C).1HNMR(DMSO,400MHz),δ:8.18-8.15(d,2H,Ar-H),7.75-7.70(d,2H,Ar-H),7.25-7.20（m,1H,funan-H），6.50-6.72(m,2H,funan–H),6.45(s,H,噁二唑啉-H),2,02(s,1 3H,-CH3).

2.3 抑菌實(shí)驗(yàn)

2.3.1 濾紙片的準(zhǔn)備

將濾紙片用打孔器制成直徑為6.0 mm圓形濾紙片，高溫蒸汽滅菌備用.

2.3.2 培養(yǎng)基準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)中的細(xì)菌培養(yǎng)基的制備、滅菌及平皿制備按文獻(xiàn)[6]制備.

2.3.3 菌懸液的制備

用接種環(huán)挑取3-4環(huán)培養(yǎng)1 d的各種細(xì)菌于裝有50 mL無菌生理鹽水（0.9%）的三角瓶中，震蕩均勻，制成菌懸液.用稀釋平板法和血球計(jì)數(shù)法測(cè)定菌數(shù)，調(diào)整菌懸液濃度在106-107cfu/mL，現(xiàn)配現(xiàn)用.

2.3.4 噁二唑啉抑菌效果的測(cè)定

將目標(biāo)化合物用DMF溶解，配制成濃度為10 mg/mL的溶液，將已滅菌的圓濾紙片浸入不同濃度的溶液中6-8 h，用無菌鑷子夾出，貼于含菌培養(yǎng)皿中.一個(gè)培養(yǎng)皿貼3片含藥液的濾紙片，將加好藥液的培養(yǎng)皿在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，細(xì)菌于37℃培養(yǎng)24 h，測(cè)定抑菌圈直徑，重復(fù)3次.

3 結(jié)果與討論

3.1 目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)分析

目標(biāo)化合物的紅外光譜表明：波長在3 030-3 110 cm-1的弱吸收為苯環(huán)上C-H的伸縮振動(dòng)，1 660-1 680 cm-1的吸收為乙?；螩=O鍵的吸收峰，1 620-1 658 cm-1的吸收為C=N鍵的吸收峰，1242-1563 cm-1的吸收為-N-N=C鍵的吸收峰，1 060-1 090 cm-1吸收為C-O-C鍵的吸收峰，-N-N=C鍵和C-O-C兩個(gè)鍵是噁二唑啉環(huán)上的特征鍵.目標(biāo)化合物的1H NMR譜數(shù)據(jù)表明：位移δ2.27附近的峰為3位乙?；械募谆|(zhì)子吸收峰，其中b在位移δ1.86處還出現(xiàn)了甲基質(zhì)子吸收峰，主要是因?yàn)閎中的羥基和乙酸酐發(fā)生了酯化反應(yīng)；在δ6.48附近的單峰為噁唑啉環(huán)上的甲基吸收峰，而2位質(zhì)子由于受噁唑啉環(huán)去屏蔽效應(yīng)影響出現(xiàn)在芳環(huán)質(zhì)子吸收區(qū)域，跟硝基相連的苯環(huán)上的氫的化學(xué)位移出現(xiàn)在8.15和7.85附近，主要是因?yàn)橄趸膹?qiáng)吸電子作用，對(duì)苯環(huán)產(chǎn)生了去屏蔽效應(yīng)，化學(xué)位移值增大.

3.2 目標(biāo)化合物抑菌活性測(cè)定與分析

由表1可知不同濃度的目標(biāo)化合物對(duì)三種細(xì)菌都有抑制作用.5個(gè)目標(biāo)化合物用DMF溶解，濃度為10 mg/mL，濾紙片的直徑為6 mm，浸泡時(shí)間為6-8 h，三種細(xì)菌的菌懸液調(diào)整濃度在106-107cfu/mL，5種化合物中，對(duì)金黃色葡萄球菌（S.aureus）的抑菌圈直徑為13-17 mm，a的抑制效果是最好的.對(duì)大腸桿菌（E.coli）的抑菌圈直徑為12-16 mm，a,b和c的效果都為16 mm.對(duì)枯草芽孢菌（B.subtilis）的抑菌圈直徑為12-18 mm，其中a的效果最好，達(dá)到18 mm.化合物a的抑制效果是最好的，估計(jì)是引入了氯原子的關(guān)系.空白DMF溶劑沒有抑制效果.以上數(shù)據(jù)表明，合成的5個(gè)化合物對(duì)常見的三種細(xì)菌都有良好的抑制效果.

表1 目標(biāo)化合物的抑菌效果

4 結(jié)論

以4-硝基苯甲酸為原料，4步合成5個(gè)3-N-乙?；?2-芳基-5-(4-硝基苯基)-1,3,4-噁二唑啉類化合物，通過紅外和核磁共振對(duì)它們結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征.同時(shí)，研究了這些化合物對(duì)金黃色葡萄球菌（S.aureus）、大腸桿菌（E.coli）、枯草芽孢菌（B.subtilis）等細(xì)菌的抑菌效果.結(jié)果表明，5個(gè)化合物的抑制圈直徑都比較大，對(duì)三種細(xì)菌的抑制效果良好.

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